Zaloguj się
Wszystkie
2 lipca 2024
282
Najpierw kilka informacji teoretycznych
Ogólny schemat blokowy. Zgodnie ze schematem blokowym przedstawionym na poniższym rysunku, oscylator składa się ze wzmacniacza, pętli sprzężenia zwrotnego, układu ograniczenia amplitudy oraz filtra częstotliwości. Zadaniem sprzężenia zwrotnego jest dostarczenie części sygnału wyjściowego na wejście wzmacniacza, przy czym sygnał ten jest w fazie z wyjściem. To powoduje zwiększenie amplitudy sygnału wyjściowego, a zatem i wejściowego. Ten sygnał wejściowy jest ponownie wzmacniany przez wzmacniacz, a część wzmocnionego sygnału jest ponownie podawana w fazie do wejścia. Bez ograniczenia amplitudy sygnał wyjściowy osiągnąłby wartości skrajne, między masą, a napięciem zasilania, a przejście od jednego stanu do drugiego byłoby bardzo szybkie. Obwód ograniczenia zapewnia, że sygnał na wyjściu stabilizuje się na pewnej maksymalnej wartości, co zapobiega tym zniekształceniom i tworzy ładną sinusoidę na wyjściu. Filtr częstotliwości pozwala wybrać jedną częstotliwość spośród wielu, która to zostanie skierowana do pętli sprzężenia zwrotnego, a następnie wzmocniona (bez filtra układ oscylowałby na częstotliwości wynikającej z pasożytniczych pojemności, indukcyjności i rezystancji użytych elementów i układu połączeń – przyp. tłum.).
Warunki oscylacji. Aby obwód oscylował, muszą być spełnione dwa ważne warunki:
Warunek amplitudy
Oscylacja powstaje i będzie utrzymywana wtedy i tylko wtedy, gdy wzmocnienie obwodu jest co najmniej równe 1. Wyraża to wzór:
K·A≥1
gdzie K jest współczynnikiem sprzężenia, A zaś jest wzmocnieniem wzmacniacza. Jeśli K jest mniejsze niż A-1, obwód nie będzie oscylować po włączeniu. Jeśli spowodujesz oscylację obwodu z powodu impulsu zewnętrznego, sygnał na wyjściu będzie powoli, ale sukcesywnie zanikał.
Warunek fazy
Część napięcia wyjściowego musi pojawić się w fazie na wejściu obwodu. Wyraża to wzór:
φ=0°
Warunek amplitudy. Nie jest trudno spełnić warunek amplitudy. Można przecież ustawić bardzo wysokie wzmocnienie. Ma to jednak tę wadę, że obwód się nasyci, co pociąga za sobą duże zniekształcenia. W rzeczywistości, po rozpoczęciu oscylacji, warunek musi zostać dostosowany do K·A=1.
Można to zrobić tylko za pomocą obwodu automatycznej regulacji wzmocnienia. W końcu nigdy nie można wyregulować wzmocnienia tak dokładnie, aby warunek amplitudy był spełniony w każdej sytuacji.
Warunek fazy. Warunek fazy można spełnić, włączając obwód rezonansowy w sprzężeniu zwrotnym lub na wyjściu wzmacniacza. Częstotliwość, przy której obwód będzie oscylował, zależy tylko od właściwości tego obwodu rezonansowego.
Warunek jest taki, że obwód ten ma przesunięcie fazowe 0° tylko dla jednej częstotliwości. Można używać zarówno obwodów RC, jak i LC. Obwodów RC używa się zazwyczaj w oscylatorach niskich częstotliwości, obwodów LC zaś w w układach wysokiej częstotliwości.
Zasilanie szeregowe lub równoległe. Napięcie zasilania obwodu oscylatora może być dostarczane szeregowo lub równolegle z obwodem rezonansowym. W przypadku zasilania szeregowego tranzystor, obwód rezonansowy i zasilacz są połączone szeregowo zgodnie ze schematem na poniższym rysunku. Wadą tej metody jest to, że przez cewkę obwodu rezonansowego przepływa prąd stały, który może wpływać na właściwości magnetyczne rdzenia cewki. Jeśli ten prąd stały doprowadziłby rdzeń cewki do nasycenia rdzenia magnetycznego, indukcyjność cewki zmieniłaby się, a wraz z nią oczywiście częstotliwość. Kondensator C3 zapewnia skuteczne odsprzęgnięcie napięcia AC obwodu rezonansowego od zasilania, izolując ten obwód od reszty układu.
Facebook
Twitter
Linkedin
Kup teraz
